Infra-estrutura para Redes Ópticas
Este tutorial apresenta a infra-estrutura para implantação de redes ópticas.
Marco Aurélio Martins
Formado em Eletrônica com ênfase em Telecomunicações (Barretos/1993) atuou pela Método na
construcão de rota ópticas ao longo de rodovias (Telepar e Telemar) e Redes Ópticas e Metálicas
Metropolitanas (Telesp e CTBC).
Desde 1999 é Gerente de projetos de implantação de infra-estrutura de Redes Ópticas da Bechtel Método
Telecom (BMT) tendo Implantado redes ópticas ao lado de Gasoduto (Petrobrás) e ao lado de Ferrovias
(Geodex).
Categoria: Infraestrutura para Telecomunicações
Nível: Introdutório
Enfoque: Técnico
Duração: 15 minutos
Publicado em: 16/06/2003
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Infra para Redes Ópticas: O que é
Damos o nome de infra-estrutura ao conjunto da construção que recebe, acomoda e distribui o cabo óptico
ao longo de seu trajeto (também conhecido como Rota ou Enlace).
As Redes Ópticas podem ser aéreas, subterrâneas, submarinas ou uma combinação delas.
Rede aérea
Nas redes aéreas são aproveitadas as estruturas das concessionárias de energia elétrica presentes no local ou,
quando não há possibilidade, é implantada uma infra-estrutura nova para instalação da Rede Óptica.
Esta infra-estrutura é composta de :
Postes
Devem atender as exigências de altura para cruzamentos e esforço cortante para casos
de término de rede (encabeçamento) e mudança de direção com ângulo.
Cordoalha
Cabo de aço que interliga os postes. É na cordoalha que o cabo óptico será preso ou
espinado (enrolado) com o auxílio de um arame de aço.
Caixa de Emenda
Na rede aérea, em geral as caixas de emenda óptica são acomodadas junto aos postes,
onde também ficam as sobras de cabo, conhecidas como “Figura Oito“.
Rede subterrânea
A implantação de uma rede subterrânea requer um maior investimento, pois necessita de mais tempo e maior
número de recursos.
Para um melhor entendimento, apresentamos sua composição:
Duto
Tubulação em PVC, corrugado ou liso com diâmetro geralmente de 100 mm.
Sub-duto
Dado ao fato de o cabo óptico não necessitar da área total do duto, criou-se então um
outro duto de menor diâmetro (40 mm externo) em Polietileno, recebendo este o nome
de sub-duto pois inicialmente era instalado, nas redes urbanas, dentro do duto,
aumentando assim a capacidade da rede de dutos existente. Posteriormente
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começou-se a utilizá-lo nas redes de longa distância (que será abordada a seguir).
Podemos encontrar vários tipos de sub-dutos. Destacaremos aqui os mais comuns:
Tipo
Descrição
Duplo
Dois sub-dutos na formação 1 x 2
Quádruplo
Quatro sub-dutos na formação 2 x 2
Sétuplo
Sete sub-dutos em formação circular
Formato
Destacamos que, para redes com número maior de dutos, a formação pode acompanhar aquela descrita
acima para o sub-duto quádruplo.
Por exemplo : Rede de Seis dutos.
E assim por diante.
Outros componentes da rede óptica subterrânea são:
Caixas de
passagem
São receptáculos implantados abaixo do nível do solo, com a função de armazenar as
sobras técnicas dos cabos.
Sobra Técnica
ou Reserva
Como o próprio nome diz, é uma folga ou reserva de cabo, que será utilizada caso haja
um acidente no cabo (ruptura) ou para atender um acesso futuro, exigindo assim cabo
para emenda ou para deslocamento do trajeto original.
Caixa de Emenda Chamamos a atenção para este componente específico das redes subterrâneas, pois é
Subterrânea
comum uma confusão entre caixa de emenda subterrânea e caixa de emenda óptica. O
tópico aqui descrito trata-se de um receptáculo igual à caixa de passagem, mudando
apenas a função básica, que neste caso é acomodar a caixa de emenda óptica.
Portanto, quando falamos em redes subterrâneas, devemos procurar não fazer
simplificações, dizendo apenas “caixa de emenda”, pois desta forma estaremos
evitando erros de interpretação.
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Infra para Redes Ópticas: Longa Distância
Como o próprio nome diz, são redes que ligam pontos eqüidistantes geograficamente.
Sua função básica é possibilitar o tráfego de dados, voz e imagem em altas velocidades através dos cabos de
fibra óptica, interligando vários pontos.
Quando falamos em Redes de Longa Distância, devemos imaginar uma vasta composição de elementos, pois
dependendo da característica (necessidade) do projeto, poderemos ter uma rede aérea, uma rede subterrânea
ou até mesmo uma rede submarina.
As redes aéreas podem estar presentes tanto para conexão de cidades como em um projeto que utilize as
linhas de alta tensão como meio de instalação ou elo de ligação entre os pontos de interesse. Neste caso o
cabo utilizado será o OPGW.
Neste tutorial abordaremos com maior profundidade as Redes de Longa Distância Subterrâneas.
Como falado anteriormente, o objetivo desta rede é a ligação de pontos eqüidistantes e esta ligação,
subterrânea, dependendo do interesse financeiro (custo benefício) pode ser feita de várias formas :
1. Implantação ao Longo de Rodovias: A rede é construída ao lado de rodovias (dentro da faixa de
domínio da concessionária) ou no canteiro central (quando a rodovia tiver este local para separação
das vias). A definição do local exato, será dada pelo órgão com jurisdição sobre a via.
2. Implantação ao Longo de Ferrovias.
3. Implantação ao Longo de Oleodutos ou Gasodutos.
A avaliação do método ou traçado utilizado levará em conta o custo da construção, mas principalmente o
valor cobrado pela concessionária pelo direito de passagem em sua faixa de domínio, bem como a área de
interesse do empreendedor.
O custo e o prazo da construção serão função direta do grau de complexidade da instalação, ou seja,
dependerão dos seguintes fatores:
Profundidade de vala;
Tipo de Solo;
Distância entre caixas;
Interferências;
Acessos.
Profundidade de Vala
A profundidade da vala determinará a que distância da superfície os dutos serão enterrados. Ela varia em
função do tipo de solo, sendo de 1 a 1,2 m para solos Normais.
Em geral, segundo as normas e procedimentos usuais, a profundidade aumenta para solos menos resistentes
e diminui para solos mais resistentes, sendo que nestes últimos é requerido uma proteção mecânica maior.
Vala e Tipo de Solo
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Para cada tipo de terreno, uma nova solução construtiva será dada. As soluções podem ser Destrutivas, onde
rompe-se a superfície existente e posteriormente à passagem do cabo reconstitui-se o pavimento, ou Não
Destrutivas, também conhecida por MND (Método Não Destrutivo) que não provoca dano ao pavimento
existente. Adiante detalharemos este processo.
Apresentamos a seguir as soluções típicas para a vala utilizadas no método Destrutivo para alguns tipos de
Terreno:
Solução para Solo Normal
Solução para Solo Pedregoso ou Misto
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Solução para Solo Rochoso
Solução para Solo Pantanoso
Distância entre caixas subterrâneas
Dos vários tipos de caixas existentes, abordaremos neste tutorial as mais utilizadas, que são as caixas
subterrâneas de emenda ou passagem, que são tubulares com 1,0m de diâmetro por 1,20m de altura e as
caixas utilizadas nas janelas de lançamento do cabo óptico (vide lançamento de cabo óptico), medindo
0,40m de altura por 0,10m de largura por 0,30m de comprimento.
A distância entre as caixas de emenda subterrâneas obedecem o comprimento das bobinas, ou seja, para
obter-se o comprimento do lance (distância entre as caixas) somam-se as sobras que devem ser deixadas
(reserva técnica junto às emendas e diferença de relevo) e subtrai-se do comprimento da bobina. Por
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exemplo:
Item
Descrição
Medida (m)
1
Comprimento da Bobina
4.000
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Correção de Relevo ( 3% do Compr. Bobina)
120
3
Folga Técnica (50m em cada Emenda)
100
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Total de Reservas (2 + 3)
220
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Comprimento do Lance (1-4)
3.780
Já a distância entre as caixas de passagem fica em torno de 800 a 1200m dependendo da topografia do
terreno, pois quanto mais irregular o terreno, maior o atrito do cabo no sub-duto, conseqüentemente, menor
será a distância que a máquina de lançamento conseguirá insuflar ou “soprar” o cabo, como veremos no item
lançamento de cabo óptico.
Tipos de Lançamento de Sub-duto
Denomina-se Lançamento de Sub-duto o processo de abertura da vala, depósito do sub-duto no fundo da
vala, retorno, para a vala, do material escavado, lançamento da fita de aviso (que alerta sobre a presença de
um cabo óptico no local, impedindo assim que a rede seja danificada durante uma escavação) e
compactação, reconstituindo assim as características originais do pavimento no local.
A vala poderá ser escavada utilizando método manual, mecânico ou máquinas especiais para abertura de
vala com lançamento simultâneo dos sub-dutos.
Apresentamos abaixo alguns equipamentos utilizados:
Equipamento
Fabricante
Modelo
Peso (Kg)
Rolamento
Valetadeira
Case
860
5.760
Pneu
Retroescavadeira
Case
580L (4x4)
5.760
Pneu
Trator de Esteira
Fiat Allis
7-D
9.400
Esteira
Trator de Esteira
Caterpillar
D-4
8.143
Esteira
Vermeer
8550
7.000
Esteira
Caterpillar
307C
7.210
Esteira
Valetadeira
Escavadeira Hidráulica
Nos casos, onde na linha da Fibra Óptica se deparar com rochas e não conseguirmos desmontá-las com
retroescavadeira ou escavadeira hidráulica, é utilizado martelete pneumático ou rompedores hidráulicos.
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Valetadeira
Interferência
São consideradas interferências todos os obstáculos encontrados no caminho da rede subterrânea. Exemplo:
bueiros, canaletas, rios pontes, brejos, passagens, edificações, etc.
Para transposição de uma interferência, pode ser utilizado o Método Destrutivo (se o pavimento ou
superfície puder ser transposto e danificado) ou o Método Não Destrutivo - MND, utilizado na maior parte
das vezes por provocar pouco ou nenhum impacto ao pavimento existente.
Visando um maior esclarecimento, apresentamos um resumo da atividade de MND.
O método não destrutivo de travessias é uma solução para a superação de interferências sem a abertura de
valas.
É usado principalmente quando a rota de instalação dos dutos tem que cruzar uma interferência onde, por
motivos de custo ou possibilidade de danos irrecuperáveis à interferência, é inviável a abertura de vala.
Utiliza-se, ainda, para os casos de travessia de rios, lago, áreas muito alagadas ou em eventuais áreas
altamente urbanizadas.
Utilizam-se equipamentos especificamente desenvolvidos para tal. São equipamentos capazes de executar
serviço de forma controlada, isto é, pode-se efetivamente “dirigir” o furo, eliminando os riscos de se atingir
obras existentes, além de permitir uma melhor escolha do trajeto.
Independente do fabricante da máquina, a tecnologia utilizada é praticamente a mesma: a máquina insere
hidraulicamente no local previsto para a entrada do duto uma série de tubos de aço com razoável
flexibilidade lateral, porém com alta resistência à compressão longitudinal.
Na ponta desses tubos é previamente instalada uma “cabeça de lançamento” de alta resistência, que contém
um pequeno transmissor de ondas eletromagnéticas e uma “cunha” na ponta.
A função do transmissor de ondas eletromagnéticas é o monitoramento preciso da posição, profundidade e
ângulo de ataque da cabeça de lançamento, bem como informar a direção para a qual a cunha está apontada.
Para a detecção dessas informações é utilizado um detector específico.
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Desta forma, um operador fica manuseando a máquina enquanto outro caminha na direção da instalação,
informando via rádio ao operador da máquina qual a nova direção a ser tomada pela cabeça de lançamento.
Para toda a instalação, inclusive sob leito de rios, lagoas, etc., os equipamentos utilizam uma cabeça de
perfuração com uma sonda denominada “BEACOM” que emite um sinal por ondas eletromagnéticas, para o
rastreador/navegador na superfície do terreno, e através desse sinal é feita toda a navegação da perfuração.
Essas ondas eletromagnéticas não sofrem quaisquer interferências independentemente do meio em que se
propaga.
Os dutos de PEAD utilizados devem ter diâmetro interno de 110 mm, liso, com resistência à tração e
ovalização, para posterior passagem dos três dutos que servirão para a instalação dos cabos de
telecomunicações, em profundidade não inferior a 2m sob o leito.
Este tubo é fornecido de acordo as extensões das passagens pelo MND previstas em projeto.
Acessos
Destacamos neste item as condições de chegada até os locais de execução da obra, visando identificar as
dificuldades ou não de envio e deslocamento de equipamentos, materiais e recursos humanos.
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Infra para Redes Ópticas: Urbanas
Nas Redes Urbanas, tanto em anéis metropolitanos, quanto em última milha (parte final da rede de longa
distância, que adentra às cidades), as redes são construídas sob os passeios, nos canteiros das avenidas ou
sob o leito das ruas.
Diferentemente da implantação das redes de longa distância onde tem-se pouca ou quase nenhuma restrição
de trabalho, nas áreas urbanas ou metropolitanas, existem várias restrições, como por exemplo:
Horário de Trabalho
Áreas Residenciais : Não pode-se trabalhar por horas avançadas (geralmente após as 18:00 os
trabalhos devem ser interrompidos).
Áreas Comerciais : É o inverso, pois na maior parte das vezes não pode-se interromper o comércio,
desta forma, o regime de trabalho é geralmente das 20:00 às 06:00 horas.
Local de Implantação da Rede
Vários motivos impedem a execução da rede em determinados locais, por exemplo:
Uma rua que acaba de ser pavimentada;
A calçada ou passeio de um parque ou calçadão que foi feito recentemente ou possui
materiais que se danificados não voltarão à condição original e etc.
Pelos motivos apresentados acima, temos algumas conseqüências imediatas:
Prazos para obtenção de licenças mais elevado;
Prazo de execução maior;
Custo por metro Linear de rede maior;
Proporcionalmente, aumento do número de MND;
Maior número de interferências (bueiros, ruas, calçamentos, redes de água e esgoto, redes de gás e
telecomunicação existentes).
Além das diferenças citadas acima, destacamos também que a distância entre as caixas de passagem é menor
que na longa distância (aproximadamente 200m). O formato também é diferente, tanto nas caixas de
passagem quanto nas de emenda subterrâneas, sendo estas retangulares com tampão de ferro fundido.
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Infra para Redes Ópticas: Lançamento de Cabos
Após a construção da rede, é chegada a hora do lançamento dos cabos ópticos. Assim começaremos as
definições do sistema de lançamento.
Definições das características do sistema de instalação pneumática:
Distância
Instalação de cabos em uma distância entre 500 a 2000 m ou mais, dependendo das
condições dos dutos, do cabo, do solo e da temperatura.
Velocidade
velocidade máxima de instalação de 60 m/min, sendo a velocidade usual de 40 m/ min.
Mão de obra
são necessárias 2 pessoas treinadas e mais um operário para acessórios
complementares.
Equipamento
é um conjunto de instalação de pequenas dimensões seu peso não supera 120 kg (com
o resfriador). O alimentador integrado é composto de um conjunto de esteiras de
borracha, acionada por dois motores hidráulicos. O sistema é fornecido com todos os
adaptadores para os cabos e tubos. Possui um dispositivo de medição que indica a
distância percorrida pelo cabo e a velocidade de instalação. Em caso de parada da
operação por alguma obstrução, a distância visualizada permite determinar a
localização da ponta do cabo.
Metodologia de instalação
O alimentador mecânico empurra o cabo de fibra óptica através do duto em que se estabelece uma forte
corrente de ar com um compressor.
O ar, que circula a grande velocidade, exerce pressão sobre toda a superfície do cabo e facilita seu
movimento. Podemos dizer que não se puxa o cabo, mas este é empurrado e transportado.
O cabo desta maneira percorre o duto, seguindo as ondulações ou mudanças de direção em seu percurso,
inclusive os abruptos e freqüentes.
Como não existe esforço de tração na cabeça, o cabo está livre das tensões inerentes aos métodos
convencionais de colocação com anel ou cabo de aço de tração.
O cabo uma vez instalado repousa no fundo do duto sem nenhuma tração residual.
Portanto sua vida útil se prolonga. A ausência de esforços e a eficaz proteção que o duto fornece são fontes
de economia, porque se pode utilizar cabos de estrutura de pouco peso e sem nenhuma armadura de tração.
O processo de injeção pneumática de instalação permite estender cabos ópticos de grandes comprimentos,
com um diâmetro de 12 a 32 mm.
Como se trata de lançamento de cabo com 4 (quatro) quilômetros de comprimento, utilizando-se o processo
de injeção pneumática, será necessário conduzir o trabalho de lançamento observando as limitações do
equipamento para a instalação e as diversas situações geográficas impostas no trajeto.
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Trincheiras deverão ser abertas ao longo do trajeto, onde encontraremos o duto PEAD enterrado e nele,
abriremos janelas para se reduzir o comprimento de cabo a ser lançado.
Nestes casos, o cabo é lançado pelo método de sopramento da 1ª janela (ponto inicial) em sentido às demais
janelas; onde caso necessário o cabo é acomodado em forma de 8, isso ocorrerá quando não tenha um
segundo equipamento de sopramento de cabo, caso haja, é necessário a “figura oito”.
O procedimento de lançamento, continuará a partir da 2ª janela para as demais janelas, caso sejam
necessárias abri-las, ou para a próxima CS. Após a conclusão desses serviços, a sobra de cabo da 1ª janela
será acomodada no chão em forma de 8 e lançado até a próxima CS.
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Infra para Redes Ópticas: Considerações Finais
Apresentamos os componentes básicos de infra-estrutura para redes ópticas urbanas e de longa distância.
Com a privatização e a abertura de mercado, que deram direito a várias empresas de explorarem a área de
transmissão de dados, voz e imagem em alta velocidade, e ainda com as inovações tecnológicas, muitas
empresas vislumbraram uma grande oportunidade de negócio, na venda de conexões e/ou infra-estrutura.
Com isto, estas empresas lançaram seus projetos (Backbones), para uso próprio (como foi o caso da
Telemar, Intelig e Telefonica) ou visando a venda de dutos, fibras ou circuitos (como foi o caso da AIX e
GEODEX).
Muitos Quilômetros de rede foram construídos. Hoje, percebe-se que a demanda estimada foi muito maior
que a real, vivida atualmente. Temos assim um panorama de muita capacidade de rede para pouca demanda,
ou em uma linguagem mais simples, temos folga em dutos, cabos e equipamentos para a demanda existente.
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Infra para Redes Ópticas: Teste seu entendimento
1. Onde proporcionalmente é mais utilizado o MND ?
Nas Redes de Longa Distância.
Nas Redes Urbanas.
Igual para as duas.
2. Para a definição do traçado de uma Rede de Longa Distância, qual o principal fator considerado?
Acesso
Relevo
Valor cobrado pelo direito de passagem e área de interesse.
3. Onde a distância entre as caixas de passagem é menor?
Nas Redes Urbanas.
Não há diferença entre as duas (Longa Distância e Urbana)
Nas Redes de Longa Distância.
4. Como se chama o processo de Lançamento dos cabos ópticos?
Puxamento
Tencionamento
Insuflamento
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